1、技术背景（jǐng）　　传（chuán）统的球磨机、立磨机（jī）大都采用三相异步电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结（jié）构进行驱动，导致（zhì）球磨机的传动系统存在机（jī）械传动链冗长、效率低、机构复杂、运行维护工作量（liàng）大等问题。　　沈阳工业大学电机与控制技术研究所与河（hé）南全（quán）新机电设备有限公司联合设计研发的球磨机（jī）、立磨机采（cǎi）用永磁直驱电机,通过将电动（dòng）机与机械结构（gòu）进行机（jī）电一（yī）体化设计，取消动力传输的中间环（huán）节，做成直驱方（fāng）案，能直接满足荷载的需求，省去传统磨机的（de）减速（sù）机，显著提（tí）高了电机的效率与功（gōng）率因数，具有节能、起动（dòng）转矩（jǔ）大（dà）、过载能力强、系统免维护（hù）、自动化程（chéng）度高等（děng）优点。　　在控制方面,本产品电机定子采用了模块化设（shè）计，不仅（jǐn）降低了（le）加工、制（zhì）造、运输等（děng）难度，还相当（dāng）于把一个大功率（lǜ）电机做成了多个小功率电机。模（mó）块化电机的（de）控制技术可以实现降低大（dà）功率电机的输入电压，但是（shì）不增加电机的输入电流，电机不（bú）必（bì）采（cǎi）用高等级绝缘。模块化电机采用多台小功率变频器联合供电，这样设计降低了电机的供电电压和使用的变频器容量，从而（ér）降低成本。每（měi）个模块电机都具有一套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度，球磨机运行在轻载工况时，完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　在结构（gòu）方面，本产品电机的（de）定子（zǐ）采（cǎi）用了一种自主设计研发的（de）随动式结构，将整圆的定子分成若干个相（xiàng）互存在间（jiān）隙的小扇形（xíng）块，通过机械（xiè）结构设计，确定了一种无论球磨机转筒是否震动或偏心，定子块始终跟随转筒运动从而（ér）保持定子与转子间隙恒定的结构。本产品通过机械结（jié）构设计保证定子与转子间（jiān）的（de）间隙恒定（dìng），电机不会发生扫膛现象，因此电机的气隙可以设计的比普通永磁直（zhí）驱电机的小很多，从而大幅降低（dī）电机永磁（cí）体用量，降低生产成本，节约稀土资源，节能用电量。当模块发生故（gù）障（zhàng）时，直接拆卸故障电机，更换新的模块电机即可（kě）正常运行。使用本产品完全（quán）不会（huì）因电机发生故障而影响到生产工期（qī）。　　2、球磨机专用随动式永（yǒng）磁直驱（qū）电机概述　　本产品的（de）随动式定子结构构成一种“小（xiǎo）车结构”，滚筒就像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒（tǒng）旋（xuán）转相当于汽（qì）车在（zài）公路行驶，公路的起伏不影（yǐng）响车轮与地面贴合，即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合（hé）滚筒，保证定子、转子间隙恒定，在球磨机因装配误差、轴承磨损、滚筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运转，保证（zhèng）磨机始终运行（háng）在性能状态，不必停机检修。同时（shí）电（diàn）机定子与转子间的间隙也可以做的更小，减少永磁体用量，并且因为随动式结构，电机不会发生扫膛现象。　　本产品电机的定子（zǐ）为随动式结构,基于模块化永（yǒng）磁直驱电机，采用独立的扇形定子块结（jié）构，其随（suí）动原（yuán）理是在定子块（kuài）的轴（zhóu）向（xiàng）两（liǎng）侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来（lái）确定定子与（yǔ）转子间的间隙，定子块径向外侧设有与支撑框架相连的弹（dàn）性机构。弹性（xìng）机构在球磨机滚筒不偏（piān）心时处于半压缩状态,如果球磨机滚（gǔn）筒（tǒng）向上波动，转筒会（huì）向上顶定子块上安装（zhuāng）的（de）滚轮，进（jìn）而带动定子块向上移动，上方弹性机构继续压缩;下方（fāng）定子块在受到永磁体（tǐ）对其向上的吸引力的同（tóng）时，定子块上的弹（dàn）性机构将其向上顶，保证下（xià）方定子块的滚轮依然贴合转筒外表面，使定子块跟随转筒波动而（ér）进行（háng）径向与圆周方向（xiàng）的移动，从而保证定（dìng）子、转子之（zhī）间（jiān）的间隙不变。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永磁体对其向下的吸引力的同（tóng）时，弹性机构将上（shàng）方其向下压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可（kě）调，对于不同位置的定子块设置不同的压力,避免（miǎn）因弹性装（zhuāng）置设置（zhì）的压力过大造成（chéng）滚轮或（huò）转筒磨损较快。　　本产品将永磁（cí）电机采用模块化控制，根据（jù）不同功率的（de）电机设计采（cǎi）用不同个数的随动（dòng）式定子（zǐ）块构成一台模块电机，一台整圆电（diàn）机由多台模块电机构成,多台模块电机共用同一个转子，模块（kuài）电机（jī）包绕（rào）式安装在球磨机滚筒上。相（xiàng）邻随动式定（dìng）子块间设有（yǒu）固定在支撑框架上的挡板来对定子块进行圆周方向的限位。球磨机滚筒的法兰处衔接（jiē）T型支撑板,用于支撑安装电机转子（zǐ）铁心及磁（cí）钢。　　本产品的随动式定子块安装拆卸（xiè）十（shí）分便捷，只需要沿球磨机的径向依次拆卸密（mì）封外壳、弹（dàn）性机构、弹（dàn）性（xìng）机构与定子块之间的连接杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径（jìng）向拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采用本产品代替传统磨（mó）机的电机驱（qū）动系统的优点　　现阶段（duàn）大多数（shù）的球磨机仍采用三相感应电（diàn）动机、联轴器、减（jiǎn）速（sù）装置以及齿轮结构进行驱动。永磁同步（bù）电机与感应电机相比优势是它有较高的效（xiào）率和（hé）功（gōng）率因数（shù），损耗大大（dà）降低，节约（yuē）了（le）能源。永磁电机通过（guò）变频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起动相对困难。这些也是近年来永磁电机（jī）应用越（yuè）来越广泛的原因。　　采用永磁直驱，取消了中（zhōng）间的减速机、联轴（zhóu）器、及齿轮的传动环节，缩（suō）短系统的传动链，直驱系（xì）统的（de）传动效率将提升至少20%。球磨（mó）机（jī）直驱系（xì）统的传动效率不仅得到大幅提升，而且直驱系统的故障率低（dī），维（wéi）护检修方便，还避免了传统设备因漏油造成环境污染（rǎn）。　　由于本产品电机定子采用了模块化设计，不仅降低了加工，制造，运输等（děng）难度，还相当于把一个大功率电机做成了（le）多个小（xiǎo）功率电（diàn）机。模块化电机的控制技术可以（yǐ）实现降低大功（gōng）率电机的输（shū）入电压，但是不增加电机（jī）的输入（rù）电流，电机不必采（cǎi）用高等级绝缘，模块化电机采（cǎi）用多台小功率变（biàn）频器联合供电。这（zhè）样设计降低了电机的供电电压和（hé）使（shǐ）用的变频器容量，从而降低成本。球（qiú）磨机运行在轻载工况时,完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　传（chuán）统电机故障（zhàng）时，会（huì）导（dǎo）致电机合成磁动势发生畸变，谐波含量增加，平均转矩下降，转矩波动显（xiǎn）著增（zēng）加，无法继续正常运行。而本产品进行了模块化设计，每个模块电机都具有一套独立的（de）控制系统，大大提升了电（diàn）机控制的自由度,可以利用其多电机结构和控制（zhì）灵活（huó）的（de）优势，在发生故障时。可以（yǐ）直接拆卸故障电机更换新的模块电机即可正常运行。模块化电机具有冗余的模块数，也可切除故障子模块而控制其余正常子模块降额运行（háng）。使用本产品完全不会（huì）因电（diàn）机发（fā）生故障而影响到生产工期。　　球磨机（jī）因加工误（wù）差、轴承磨损、滚（gǔn）筒形变（biàn）或重载产生（shēng）震动等因素会发生转子偏心现象，偏心严重时还会造成电（diàn）机扫膛损坏电机，实际生产中常（cháng）常通过增加气隙大小来（lái）预防扫膛，而气（qì）隙增大会导致永磁体用量增加，提高（gāo）电机制造成本。随动式（shì）定子结构的模块电机（jī），能在转筒（tǒng）偏心时保证定子与转子之间的间隙（xì）恒定，可将气（qì）隙做的更小，减少永磁体用（yòng）量，电机不会发生扫膛现象，同时因为该（gāi）随动式定子结构在偏心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时（shí）间（jiān）更长，大体积球磨机检修复杂，降低检修次数就（jiù）是（shì）提高生产效率。　　4、随（suí）动式球磨机装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立（lì）磨直驱对比（bǐ）于传（chuán）统感应电机的优点( 1）变频调速控（kòng）制，实现负载工（gōng）况多样性　　传统立（lì）磨速（sù）度单一，工况（kuàng）适应能力差。遇（yù）到突发事件，调整磨鞮高度来改变系统工作环境，系统反应速度慢。永磁（cí）同步电机采用变频调（diào）速，适应（yīng）工况（kuàng）能力强。遇（yù）到突发（fā）事件，除调整磨辗高度外，还增加了速度调节以快速适应系统工作环境，系统反应速度（dù）更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应电机（jī）无法在低速实现大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨的低速起动。为保（bǎo）证在电机起动（dòng）过程不对电网造成过大的（de）冲击，需增加软起动装置。三相感应电机起动后，通过减速器满足系统转矩需要，整个系统构成复杂，系统运行的辅助设备很多。直驱系统由变频控制（zhì）系统控（kòng）制永磁同步电机起动，转矩特性（xìng）满足需要，无需盘（pán）车系统和减速（sù）器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变（biàn）频器软起动（dòng），起动过（guò）程随意设定　　传统系统先由低速盘车系统起动，待三相感应电机达到起动条件后，软起动装（zhuāng）置起动三相感（gǎn）应电机，系统运（yùn）行。系统控制复杂，低速无法实现过载输出。在低速（sù）过程需要盘车系统，将（jiāng）转速提高到三相感应电机起动条件。直驱系统直接变频低速起动，系统直接运行，系统控制简单。变频控（kòng）制起动过程可根据实际工况进行调（diào）整，以满足各种工况的需求。低速可过载输出，满足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减（jiǎn）速器，维护成本更低,维护次数少　　系统各（gè）构成单元均需要时常检（jiǎn）查和定期维护，传统系统构（gòu）成单元多（duō）。同时立磨减速器结构复杂需要经常维护，维护成本费用高（gāo）。同时系（xì）统无法实现在（zài）低速运行（háng）的情况下进行系统维护。直（zhí）驱系统构成单元简单，变频器（qì）控（kòng）制永磁同步电机直接驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护，系统维护成（chéng）本低。同时，系统可实现在电机低速运（yùn）行情况下进行系统维护。　　(5）传动效率高,节能效（xiào）果明显　　综上采用直驱永磁电机取代传统驱动系统年节电量（liàng）达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与球磨机直驱系统相同，这里不再一—赘（zhuì）述。　　2、永磁直驱立磨结构示意图　　本新（xīn）型立磨结构采用永磁直驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破，通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承，方便加工、生产、运输、装（zhuāng）配、维修，并降低（dī）成本（běn）,在工（gōng）程实际（jì）中具有很强的实用型。　　针对大、中、小型（xíng）不同尺寸的立磨，分别设计了三种（zhǒng）立磨专（zhuān）用（yòng）永磁电机，代替传统的减速机与三相异步电动机，永磁直驱电机具有双向载荷机构与（yǔ）不同的放置位置，均能（néng）达到扶正（zhèng）与承压的作用（yòng），并且方便制造、装配（pèi）维（wéi）护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技术背景　　传统的（de）球（qiú）磨机（jī）、立磨（mó）机大（dà）都（dōu）采用三相异步电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动，导致球磨机的传动系统存在机械传动链（liàn）冗长、效率低、机构复杂、运行维护工作（zuò）量大等问题。　　沈阳工业（yè）大学（xué）电机与控制技术研究所与河南（nán）日本一二三区视频在线机（jī）电设备有限（xiàn）公司联合设计研发的球磨机、立磨机采用（yòng）永磁直驱电机（jī）,通过将电动（dòng）机与机械结构进（jìn）行机电（diàn）一体化设（shè）计，取消动（dòng）力传输的中间环节，做成直驱方案，能直接满足荷载的需求（qiú），省去传统磨机的减速机，显著提高了电机的效率与功率因数，具（jù）有节能、起动转矩大、过载能力强、系统免维护、自动化程度高等优点。　　在控制方面,本（běn）产（chǎn）品电（diàn）机定子采用了（le）模块化（huà）设计，不仅降低了加（jiā）工、制造、运（yùn）输等难度，还相（xiàng）当于把一个大功率电机做成了（le）多个小功率电机。模（mó）块化电机的控制（zhì）技术可以实现降（jiàng）低大功（gōng）率电机的输入电压，但是不增加电（diàn）机的输入电流，电（diàn）机不必采（cǎi）用（yòng）高等级绝缘。模块化电（diàn）机采用多台（tái）小功率变频器联合供电，这样设计（jì）降低了电机的供电电压和使用的变频器（qì）容量，从而降低成本。每个模块（kuài）电机都具（jù）有一套独立的（de）控制系统，大大提升了电机控制的自由度，球磨（mó）机运（yùn）行在轻载（zǎi）工况时，完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　在结构方面，本产品（pǐn）电机的定子采（cǎi）用了一种自主设计研发的随动式（shì）结构，将整圆的定子（zǐ）分成若干个相互存在间隙的小扇形（xíng）块（kuài），通过机械结构设计，确定了（le）一种（zhǒng）无论球磨（mó）机转筒（tǒng）是否（fǒu）震动或偏心，定子块始终跟随转筒运动从而保持定子与转（zhuǎn）子间隙恒定的结构。本产品通过机械结构设计保证（zhèng）定子与转（zhuǎn）子间的间隙恒定，电机（jī）不会发生扫膛现象，因此电（diàn）机的气隙可以设计（jì）的比普通永磁直驱电机的小很多，从而大幅降（jiàng）低电机永磁体用量（liàng），降（jiàng）低生产成本，节约稀土资源，节能用电量。当模块（kuài）发生故障时（shí），直接拆卸故障电机，更换（huàn）新的（de）模块电机即可正常运行。使用本产品完全不会因电机发生故障而影响到生产工期（qī）。　　2、球磨机专（zhuān）用随动式永磁直驱（qū）电机概述　　本产品的随动式定子结构构成一种“小车结构”，滚筒就像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于汽车在公路行驶，公路的起伏不影响（xiǎng）车轮与地面贴（tiē）合，即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒，保证定子、转子间隙恒定，在球磨机因装配误差、轴（zhóu）承磨损、滚筒形变、重载震动（dòng）等原因造（zào）成电机偏（piān）心、气隙不均匀时，仍（réng）能正常运转，保证磨机始终运（yùn）行（háng）在性能状态，不必停机检修。同时电（diàn）机定子与转子间的间隙也可以（yǐ）做（zuò）的更小，减少永磁体（tǐ）用量，并且因（yīn）为随动式结构，电机不会发生扫膛（táng）现（xiàn）象。　　本产品电机的定子（zǐ）为随动式结构,基于模块化（huà）永（yǒng）磁（cí）直驱电机，采（cǎi）用独立的扇形定子块结构，其随动原理是在定子块的轴向两侧安装（zhuāng）滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与转子间的间隙，定子块径向外侧设有与支撑框架相连的弹性机构。弹性机构在球磨机滚（gǔn）筒（tǒng）不偏心时处于半压缩状态（tài）,如（rú）果球磨（mó）机滚筒向上波动，转筒会向上（shàng）顶定子块上安装的滚轮，进而带动（dòng）定子块向上移动，上方弹性机构继续压缩（suō）;下方定子块在（zài）受到永磁体对其向上的（de）吸引力的同时，定（dìng）子块上的弹性机构将其向上顶（dǐng），保证下方定子块的（de）滚轮依然贴合转筒外表面，使定子块跟随转筒波动而进行径向与圆周（zhōu）方向的移动，从而保证定子、转子之间的间（jiān）隙不变。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永磁体对其向下（xià）的吸引力（lì）的同（tóng）时，弹性（xìng）机构将上方其向下压,下方（fāng）定子（zǐ）块（kuài）被转（zhuǎn）筒向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可调，对于不（bú）同位置的定子块设置不同的压力,避免因（yīn）弹性装置设置的压力过大造成滚轮或转筒（tǒng）磨损较快。　　本产品将永磁电机采用模块（kuài）化控（kòng）制，根据不同功率的电机设计采用不（bú）同个数的随动式定子块构成一台模块电机，一台（tái）整圆电机由多台（tái）模块电机构成,多台模块电机共用同一个转子，模块电机包绕式安装在球磨机滚（gǔn）筒上。相邻随动式定子块间设有固定在支撑框（kuàng）架上的挡板来对定（dìng）子块进行圆周方向的限位。球磨机（jī）滚筒的法兰处衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。　　本产品（pǐn）的随动式定子块安装拆卸十分便捷，只需要沿（yán）球磨机的径向依次拆（chāi）卸密封外壳、弹性机（jī）构、弹性机构与定子块（kuài）之间的连接（jiē）杆、弹性机构支撑架，即可（kě）将定子块沿径向拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采（cǎi）用本产品代替传统磨机（jī）的电机（jī）驱动系统的优点　　现阶段大（dà）多数的球磨机仍采用三相感应电动机（jī）、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行（háng）驱动。永磁同步电机与感应电机相比优势是（shì）它有较高的效（xiào）率（lǜ）和功（gōng）率（lǜ）因数，损耗大大降低，节约了能源。永磁电机通过（guò）变频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感应电（diàn）机则起动相对困难。这些也是近年来永磁电机应（yīng）用越来越广泛的原因。　　采用永磁直驱，取消了中间（jiān）的减速机、联轴器、及齿轮的传（chuán）动环节，缩短系统的传动链，直驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统的传动效率不仅得（dé）到大幅提升（shēng），而且直驱系统的（de）故障率低，维护检修方便（biàn），还避免了传统（tǒng）设备因漏油造成（chéng）环境污（wū）染。　　由于本产品电机定子采用了模块化设计，不仅降低了加工（gōng），制造，运输等难（nán）度（dù），还相当于把一个大功率电（diàn）机做成了多个（gè）小功率电机。模块化电机的控制技术可以（yǐ）实现降低大功（gōng）率电机的输入电压，但是不增（zēng）加电机的输入电流，电（diàn）机（jī）不必采用高等级绝缘，模块化电（diàn）机采用多台小（xiǎo）功率变频（pín）器联合供电。这样设计降低了电机的供电电压（yā）和使用（yòng）的变（biàn）频器容（róng）量，从而降低成本。球磨（mó）机运行在轻载工况时,完全（quán）可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　传统电机故障（zhàng）时，会导致电机合成磁动势发生畸变，谐波含量增加，平（píng）均（jun1）转矩下降，转矩波动显著增加，无法继续正常运行（háng）。而本产品进行了模块化设计（jì），每个（gè）模块电机（jī）都具有一套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度,可以利（lì）用其多电机结构和控制灵活的优势，在发生故（gù）障时。可以直（zhí）接拆卸故障电机（jī）更（gèng）换新的模块电机即可正常运行。模块化电机具（jù）有冗余的模块（kuài）数，也可切（qiē）除故障子（zǐ）模块而控制其余正常子模块降额运行。使用（yòng）本产品完全不（bú）会因电机发生故障而影响到生产工期。　　球磨（mó）机因加工误差、轴承磨损（sǔn）、滚筒形变或重载产生（shēng）震动等（děng）因素会发生转子偏（piān）心现象，偏心严重时还会造成电机（jī）扫膛损坏电机，实际生产中常常通过增加气隙大小来预防扫膛，而气隙增（zēng）大会导致（zhì）永磁体用量增加，提高电机制造成本（běn）。随动式定子结构的（de）模块电机，能在（zài）转筒偏心（xīn）时保证定（dìng）子与（yǔ）转子之间的间隙恒定，可将气隙做（zuò）的更小，减少永磁体用量，电机不会发生扫膛现象，同时因为该随动式定（dìng）子结（jié）构在偏心（xīn）时能（néng）继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体积球磨机检修复（fù）杂，降低检修次数就是提高（gāo）生产效率（lǜ）。　　4、随动式球磨机装配示意图　　二、永磁直（zhí）驱立磨技术　　1、立磨直（zhí）驱对比于传统感应电机的（de）优（yōu）点（diǎn）( 1）变频调速控制，实现（xiàn）负载工况多样性　　传统立磨（mó）速度单一，工况适应能力差。遇到突发（fā）事件，调整（zhěng）磨鞮高度来改变系统工作环境，系统（tǒng）反应（yīng）速度慢。永磁同步电（diàn）机采（cǎi）用变（biàn）频调速，适（shì）应工况能力（lì）强。遇到突发事件，除（chú）调整磨辗高（gāo）度外，还增加了速度调节以快（kuài）速适应系统工（gōng）作环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应电机无法在低速实现大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨的低速起动。为保证在电机起动过程不（bú）对（duì）电网造成（chéng）过大的冲击，需增加软起动装置。三相感应电机起动后，通过减速器满足系统转矩需要（yào），整个系统构成复（fù）杂，系统运行的辅助设备很多。直驱系统由变频控制系（xì）统控制永磁同步电机起（qǐ）动，转（zhuǎn）矩特性满足需要，无需盘（pán）车系统和减（jiǎn）速器，辅助系统少，结构（gòu）简单。　　(3）变频器软起动，起动过程随意设定　　传（chuán）统系统先由低速盘车系统起动，待三相感应电机达（dá）到起动条件后，软起动装置起动三相感应电机，系统运行。系统控制复杂，低速无法实现过载输出。在低速（sù）过程需要盘车系统，将转速提高到三相感应电机起动条件。直驱系统直接变频低速起动，系统直接运（yùn）行，系统（tǒng）控制（zhì）简单。变频控制起动过（guò）程可根据实际工况进行（háng）调整（zhěng），以满足各（gè）种工况的需求。低速可过载输出，满足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减（jiǎn）速器，维护成本更（gèng）低,维护次数少　　系统各构成单元均需要时常检（jiǎn）查和定期维护，传统系统构（gòu）成单元多（duō）。同时立磨减速器（qì）结构复（fù）杂需要经常维护，维护成本费用高。同时系统无法实现在低速运行的情况下进行系统（tǒng）维护。直驱系（xì）统构成单元简单（dān），变频器控制永磁同步电机直（zhí）接驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护，系统（tǒng）维护成本低。同时，系统可实现在电（diàn）机低速运行情况下进行系统维护（hù）。　　(5）传动效率高（gāo）,节能效（xiào）果明显　　综上采用直驱永（yǒng）磁电（diàn）机取代传统驱动系统年节电量达181万元。（按（àn）照5000h,0.6元/kWh）立式（shì）鲲磨机直驱系统的优势与球磨机直驱系统相（xiàng）同，这里不再一—赘述。　　2、永磁直驱立磨结构示（shì）意图　　本（běn）新型立（lì）磨结构采用（yòng）永磁直驱电机驱动,提高了立磨效（xiào）率。在立磨扶正（zhèng）轴承与压力轴承（chéng）上进行突（tū）破，通过设计一种双向载（zǎi）荷扇形模块机构替代（dài）大直（zhí）径轴承，方便加（jiā）工、生产、运输（shū）、装配、维修，并降低成本,在工程实际中具（jù）有很强（qiáng）的实用型。　　针对大（dà）、中（zhōng）、小型不同尺寸的立（lì）磨，分别设计了三种立磨专用永磁电机，代替传统的减速机与三（sān）相异步电动机，永磁（cí）直驱电机具有双向载荷机构与（yǔ）不同（tóng）的放置位置，均能达到扶正与承压的作用，并且方便（biàn）制造、装配维护，节省成本。均已申（shēn）请专 利。

　　1、技术背景　　传统的球磨机、立磨机大都采（cǎi）用三相（xiàng）异步电（diàn）动机、联轴器、减速（sù）装置以及齿轮结（jié）构进行驱动，导致球磨机的（de）传动系（xì）统存在机械传动（dòng）链冗长、效（xiào）率低、机构复杂（zá）、运行维护工作量大等问（wèn）题。　　沈阳工业（yè）大学电机与控制技术研究所与河南日本一二三区视频在线机（jī）电设备有限公司联合设计研发的球磨机、立磨机采用（yòng）永磁直驱电（diàn）机,通过将电动机与机械结构进行机电（diàn）一体化设计，取消动（dòng）力传输的中间环（huán）节，做成直驱方案，能直接（jiē）满足荷载的（de）需求，省（shěng）去传统磨机的减速机，显著（zhe）提高了电机（jī）的效率与功率因数，具有节能、起动（dòng）转矩大、过载能力强、系（xì）统免维（wéi）护、自动（dòng）化程度高等优（yōu）点。　　在控制方面,本产品电机定子采用了模块化设计，不仅降（jiàng）低了（le）加工、制造、运（yùn）输等难度，还相当于把（bǎ）一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机（jī）的控制技（jì）术可以实（shí）现降低大功率电机的输入电压，但是不增加（jiā）电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘。模块化电机采用多台小（xiǎo）功率变频器联合供电，这样设（shè）计降低了电机的（de）供电（diàn）电压和使用的变频器容量，从而（ér）降低（dī）成本。每个模块电机都具有一套独立（lì）的控（kòng）制系（xì）统，大大提升了电机控制的自由度，球磨机运行在轻载工况时，完全可以只运行部（bù）分模块电机驱（qū）动球磨机。　　在结构方面，本产品电机的定子采用了一种自主（zhǔ）设计研（yán）发的随动式结构（gòu），将整圆的定子分成若干个相（xiàng）互存在间隙的小扇形块，通过机械结构设计，确定了一种无论球磨机转（zhuǎn）筒是否震动或偏心，定子块始终跟随转筒运动（dòng）从而保持定子与转子间隙恒定（dìng）的结（jié）构。本产品通过机械结构设计（jì）保证定（dìng）子与转子间的间隙恒定，电机不会发生扫膛现象，因此电机的（de）气（qì）隙可以（yǐ）设计的比（bǐ）普（pǔ）通永磁直驱电机的小很多，从而大幅降低电机永磁体用量，降（jiàng）低生产成本，节约稀土资源，节能用电量。当模块（kuài）发生（shēng）故障时，直接拆卸故障电机，更换（huàn）新的（de）模块电（diàn）机即可正常运行。使用本产品完（wán）全不会因电机发生故障而影响到生产工期。　　2、球（qiú）磨机专用随动式永磁（cí）直（zhí）驱电机概述　　本产（chǎn）品（pǐn）的随动式定子结构构成一种“小车结构”，滚筒（tǒng）就像公路，定子块（kuài）就像汽车。滚轮贴（tiē）合滚筒旋转相当于汽车（chē）在公路（lù）行驶，公路的起伏不影响车轮与地面贴合，即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒，保证定子、转（zhuǎn）子间隙恒定，在球磨机因装配误差、轴承磨损、滚筒形变（biàn）、重载震动等（děng）原（yuán）因造成（chéng）电机偏心、气隙（xì）不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运行（háng）在性能状态，不必（bì）停机检修。同时电机定子（zǐ）与转（zhuǎn）子间（jiān）的间隙也可以（yǐ）做的（de）更小，减少永磁体用量，并且因为随动式结构，电机不（bú）会发生扫膛现象。　　本（běn）产品电机的（de）定（dìng）子为随动式结构（gòu）,基于模块化永磁直驱电机，采用独立（lì）的扇形定子块结构，其随动原理是在定子块的轴（zhóu）向两侧（cè）安（ān）装滚轮且滚轮贴合滚筒来确（què）定定子（zǐ）与（yǔ）转子间的间隙（xì），定子块径向（xiàng）外侧（cè）设有与支撑框架相（xiàng）连的弹性（xìng）机构。弹性机构（gòu）在球（qiú）磨机滚筒不偏心时处于半（bàn）压缩状态,如果球磨机滚筒向上波动，转筒会向上顶（dǐng）定子块上安装的滚轮，进而带动定子块向上移动，上方弹性机构继续压缩;下方定子块在受到永磁体对其向上的吸引力（lì）的同时（shí），定子块上的弹性机构将其向上顶，保证下方定子块的滚轮依然贴（tiē）合转筒外表面，使（shǐ）定子块跟随转筒（tǒng）波动而进行径向与圆周方向的移动，从而（ér）保证定子（zǐ）、转子之（zhī）间的间隙不变。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子块在（zài）受到永磁体对其向下的吸引（yǐn）力的同时，弹性机构将上方其向下（xià）压,下（xià）方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可调，对于不同（tóng）位置的定子（zǐ）块设置不同的压（yā）力（lì）,避免（miǎn）因弹性装置设置的压力过大造成滚轮或转筒磨（mó）损较快（kuài）。　　本产品（pǐn）将永磁电机采用模块化控制，根（gēn）据不（bú）同功（gōng）率的电机设计采用（yòng）不（bú）同个数（shù）的随（suí）动（dòng）式定子块构成一台模块电（diàn）机（jī），一台整圆电机由多台模（mó）块电机构成,多台模块电机共用同一个（gè）转子，模（mó）块电机包（bāo）绕式安装在球磨机滚筒上。相邻随动式定子块间设有固定（dìng）在（zài）支撑框（kuàng）架上的挡板来对定子块进行圆周方向的限位。球磨机滚筒的法兰处衔接T型（xíng）支撑板,用于支（zhī）撑安装电机转子铁心及磁钢。　　本产品的随动式定子（zǐ）块安装（zhuāng）拆卸十分便捷，只需要沿球磨机的径向依次拆卸密封外壳、弹性机构、弹性机构与定子块之间的连接（jiē）杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径向拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采用本产品代替传统磨机的电（diàn）机驱动系统的优（yōu）点　　现阶段大多数的球磨机仍采用三相感应电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动。永磁同步电机（jī）与感应电机相比（bǐ）优势是它有较高的效率和功率因数，损耗大大降低（dī），节约了能源。永磁电机（jī）通（tōng）过变频器进行调速，电（diàn）机（jī）运行平（píng）稳，系统响应速度快，感应电机则起动相（xiàng）对困难。这些（xiē）也是近年来（lái）永磁电机应用越来越广（guǎng）泛的原（yuán）因。　　采用永磁直驱，取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节，缩短（duǎn）系统的传动链，直（zhí）驱系统的（de）传动（dòng）效率将提升至少20%。球磨机直驱系统（tǒng）的传动效率不仅得到大（dà）幅提升，而且直驱系（xì）统的故障率低，维护检（jiǎn）修方（fāng）便，还避免了传统设备因漏油造成环境污染。　　由于（yú）本产品（pǐn）电机定子采用（yòng）了模块化设计，不仅降低了加工（gōng），制造，运输等难度（dù），还相当于把一个（gè）大功率电机做成了多个（gè）小功率（lǜ）电机。模块化电机的控制技术可以实现降低大（dà）功率电机的输入电压，但是不增加电机（jī）的输入电流（liú），电机不（bú）必采（cǎi）用高等级绝缘，模块化（huà）电机采用多台小功率变频器联合供电。这样设计降低了电机的供电电压和使用（yòng）的变频器容量，从而降低成本。球磨机运行在轻载工况时,完全可以只运行部（bù）分模块电机驱动球磨机。　　传（chuán）统电机故障时，会导致电机合成磁动势（shì）发生畸变，谐波含量增（zēng）加，平均（jun1）转矩下降，转矩波动显著增加，无法继续正常运行。而本产品进行了模块化设计，每个（gè）模块电机都（dōu）具有一套独立（lì）的控制（zhì）系统，大大提升了电机控制的自由度,可以利用其多电机结构和控制灵活的优势，在发生故障时。可（kě）以直接拆卸故障电机更换新的模块电机即可正常运行。模块化电（diàn）机（jī）具有（yǒu）冗余的模块数，也可切除故障子（zǐ）模块而控制（zhì）其余正常子模块降额运行。使用本产品完（wán）全不会因（yīn）电机发生故障而影响到生产（chǎn）工期。　　球磨机（jī）因加工误差、轴承磨损、滚筒形变或重载产生震动等因素会发（fā）生转子偏心现象，偏（piān）心（xīn）严（yán）重时还会（huì）造成电机扫膛损坏电机，实（shí）际（jì）生产中常（cháng）常通过增加气（qì）隙大小来预防扫膛，而气隙增大会导致永磁体用量增加，提高电机制造成本。随动式定子结构的模块（kuài）电（diàn）机（jī），能在转筒偏（piān）心时保证定子与转（zhuǎn）子之间的间隙恒（héng）定，可将气隙做的（de）更小，减少永磁体用（yòng）量，电机不会发（fā）生扫膛现象（xiàng），同时因为该随动式定子结构在偏心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大（dà）体积球磨机检修复杂，降低检（jiǎn）修次数（shù）就是提高生产效率。　　4、随（suí）动式球磨机装配示意图　　二、永（yǒng）磁直驱立磨技术　　1、立磨直驱对比于传统感应电机的优（yōu）点( 1）变频调速控制，实现负载工况（kuàng）多样性　　传统立磨速度单（dān）一，工况适应能力（lì）差。遇到突发事件，调整磨鞮高（gāo）度（dù）来改变系统工作环境，系（xì）统反应速度慢。永磁同步电（diàn）机采用变频调速，适应工况能力强。遇到突发事件，除调整（zhěng）磨辗高度外，还（hái）增加了速（sù）度调节以快速适（shì）应系统工作环境，系统反应速（sù）度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系（xì）统因三（sān）相感应电机无法在低速实现大转矩输出，需要额外（wài）的盘车系统满足立磨的低速起动。为保证在（zài）电机起动过程不对电网造成（chéng）过大的冲击，需增加软起动装（zhuāng）置（zhì）。三相感应电机（jī）起动后，通过减速器满足系统转矩需要，整个系统构成复杂，系统运行（háng）的（de）辅助设备很（hěn）多。直驱系统由变频控制系统（tǒng）控制永磁同步电机起动，转矩特性（xìng）满足需要，无需盘车系统（tǒng）和减速器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变频（pín）器软起动，起动过程（chéng）随意设定　　传统系统先由低速（sù）盘车系统起动，待三（sān）相感应电机达（dá）到起动（dòng）条件后，软起动装置（zhì）起动三（sān）相（xiàng）感应电（diàn）机，系统运行（háng）。系统控（kòng）制复杂，低（dī）速（sù）无法实现过载输出（chū）。在低速过程需要盘车系统，将转速提高到三相感应电机起动（dòng）条件。直驱（qū）系统直接变频低速起动，系统直接运行，系统控制简单。变频控制起动过（guò）程（chéng）可根据实际工（gōng）况进行调（diào）整，以满足各种工况的需求。低速可过（guò）载输出，满足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减（jiǎn）速器，维护成本更低,维护次（cì）数少　　系统各（gè）构成单元均需要时（shí）常检查（chá）和定期维护，传统系统构成单元多。同时（shí）立磨减速器结构复杂需要经常维护，维护成本费用（yòng）高。同时系统（tǒng）无法实现在低速运行的情况下进（jìn）行系统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制永磁同步（bù）电机（jī）直（zhí）接驱动，控制方便。系统内无（wú）减速器（qì），无需额外进行维护，系统维护成本低。同时（shí），系统可（kě）实现在电机低速（sù）运行情况下进行系统维护。　　(5）传动效（xiào）率高,节能效果明显　　综上采用（yòng）直驱永磁电机取代传统驱动系统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与球磨（mó）机直驱系统相同，这里不再一—赘述。　　2、永（yǒng）磁直驱立（lì）磨结构示意图　　本新型（xíng）立（lì）磨结（jié）构采用永磁直驱电机驱动,提高了立磨效率（lǜ）。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行（háng）突破，通过设（shè）计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承，方便加（jiā）工、生产、运输、装配、维修，并降低成本,在工程实际中具有很强的实用型。　　针对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别设（shè）计了三种立磨专（zhuān）用永磁电机，代替传（chuán）统的减速机与（yǔ）三相异步电动机，永磁（cí）直驱电机具有双向载荷机构与不同的（de）放置位置，均能达到扶正与承压的作用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技术背景（jǐng）　　传（chuán）统的（de）球磨机、立磨机大都采用三（sān）相异步电动机、联轴器、减速装置以及（jí）齿轮（lún）结构进行驱动，导致球磨机的传动系（xì）统存在机（jī）械（xiè）传动链冗长、效率低、机构复杂、运行维护工作量（liàng）大等问题。　　沈阳工业大学电机与控（kòng）制技术研究所与河南日本一二三区视频在线机（jī）电（diàn）设（shè）备有限公司联合设计研发的球磨机、立磨机采用永磁直驱电机,通过将电动机与机械结构进行机电一（yī）体化设计，取消动力传输的中间（jiān）环节，做成（chéng）直驱方案，能（néng）直（zhí）接满足荷载（zǎi）的需求，省去传统磨机的减速机，显著（zhe）提高了电机的效率与功率因数，具（jù）有（yǒu）节能、起（qǐ）动转矩大、过载能力强、系统免维护、自动化程度高等优点。　　在控制方面（miàn）,本产品电机定子采用了模块化设计，不仅降低了加工、制造、运输等难度，还相当于把一个大功率电机（jī）做成了多个小功率电机。模块化电机的控（kòng）制技术可以实现降低大功率电机的（de）输入电压，但（dàn）是不增加电机的输入电流，电机不（bú）必采用高等级绝缘。模（mó）块化电机采用多台小功率变频器联合供电，这样设计降低（dī）了（le）电机的供电电压和使用的（de）变频器容量，从而降低成本。每个模块电机都具有一套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度，球磨机运行在轻载工况时，完全可以只运行部分模块电机（jī）驱动球磨机。　　在结构方面，本产品（pǐn）电（diàn）机的定（dìng）子（zǐ）采用了一种自（zì）主设计（jì）研发的随动式结构，将（jiāng）整圆的定子分成若干个相互存在间隙的小扇形块，通（tōng）过机（jī）械结构设计，确定了一种无论球磨机转筒是否震动或偏心，定子块（kuài）始终跟随转筒运动从而保持定（dìng）子与转子间隙恒定的结构。本产（chǎn）品通过机械结构设计保证定（dìng）子与转子间的间隙恒定，电机不会发生扫膛现象，因此电机的气隙可以设计的比普通永磁直（zhí）驱电机的小很（hěn）多，从而大幅降低电机永磁体用量（liàng），降低生产成本，节约稀土资源，节能用（yòng）电量。当模块发（fā）生（shēng）故障时，直接拆卸故障电机，更换新的（de）模块电机即可正常运行。使用本产（chǎn）品完全不会因电机发生故障而影响到生产工期。　　2、球磨机专用随动式永磁直（zhí）驱电机概述　　本产品的随动式定子结（jié）构构成一种（zhǒng）“小车结构”，滚筒就像（xiàng）公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于汽车在公路（lù）行驶，公（gōng）路的起伏不影响车轮与地（dì）面贴合，即滚筒偏心浮动不影响滚轮（lún）贴合滚筒，保证定子、转子间（jiān）隙恒定，在（zài）球磨机因装配误差（chà）、轴承磨损、滚筒形（xíng）变、重载震（zhèn）动等原因造成电（diàn）机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨（mó）机始终运行在性能状态，不必停机检（jiǎn）修（xiū）。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更小，减少永磁体用量，并且因为随动式结构，电机（jī）不会发生扫膛现象。　　本产品电机的定子为随动式（shì）结构,基于模块（kuài）化永磁直驱电机，采用独立的扇形定子块结构，其随动原理是在定子块的轴（zhóu）向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与转子间的间隙，定子块径向外侧设（shè）有与支撑框架相连的弹性机构。弹性机构在球磨机滚筒不偏心时处（chù）于半压缩状态,如果球磨机滚筒向（xiàng）上波动，转筒会向（xiàng）上（shàng）顶定（dìng）子（zǐ）块上安装的滚轮，进而带动定子块向上移动，上方弹（dàn）性机构继续（xù）压缩;下方定子块在受到永磁（cí）体对其向上的吸引力（lì）的（de）同时，定子块上的弹性机构将（jiāng）其向（xiàng）上顶，保证下方定子块的滚（gǔn）轮依（yī）然贴合转筒（tǒng）外表（biǎo）面，使定子块跟随转筒（tǒng）波动（dòng）而（ér）进行径向（xiàng）与圆周方向的移动（dòng），从而保证定子、转子之间的间隙（xì）不变。球磨（mó）机滚筒向下复位或继（jì）续向下波动，则上方定（dìng）子块在受到永磁体对其（qí）向下（xià）的吸引（yǐn）力（lì）的（de）同时，弹（dàn）性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置（zhì）的压力大小可调，对于（yú）不（bú）同位置的定子块设置不同的压力,避免因弹性装置设置的（de）压力（lì）过大造成滚轮（lún）或转筒（tǒng）磨损较（jiào）快。　　本产（chǎn）品将永磁电机采用模块化控（kòng）制，根（gēn）据不同（tóng）功率（lǜ）的电机设计采用（yòng）不同个数的（de）随动式（shì）定子块构（gòu）成一（yī）台模块电机，一台整圆电机由多台模块电机构成,多台模块电机（jī）共用同一个转子，模块电机包绕式安装在球磨机滚筒上。相邻随动式（shì）定子块间（jiān）设有固定在支撑框架上的挡（dǎng）板来对定子（zǐ）块（kuài）进行圆周方向的限位。球磨机滚筒的法兰处（chù）衔接T型支撑板,用（yòng）于支撑安装电机转子铁心及磁钢。　　本产品的随动式定子（zǐ）块安装拆卸十分便捷，只（zhī）需要沿球磨机的径向依次（cì）拆（chāi）卸密封外壳、弹（dàn）性机构、弹性机构与定子块之间的连接杆、弹性机构支（zhī）撑架，即（jí）可将定（dìng）子块沿径向拉出，进行检修（xiū）或更换新的定子（zǐ）块。　　3、采（cǎi）用本产品代替传统磨机的电机驱动（dòng）系统的优点　　现阶段（duàn）大多数的球磨机仍采用三相感应电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行（háng）驱动。永磁同步电机与感应电机相比优势是它有较高的效率和功（gōng）率因数，损耗大大降低，节约了能源。永磁电机通过（guò）变频器（qì）进行调速，电（diàn）机运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起动相对困难（nán）。这些也是（shì）近年来永（yǒng）磁电机应用越来（lái）越广泛的原因。　　采用永磁直驱（qū），取消（xiāo）了（le）中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节，缩短系统的传动链，直驱系统的（de）传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而且直驱系（xì）统（tǒng）的故障率低，维护检修方便，还（hái）避免了传统设备因漏油造成环境污染。　　由于（yú）本（běn）产品电机定子采用（yòng）了模块（kuài）化设（shè）计，不仅降低了加工，制造，运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了（le）多个小功率电机。模块化（huà）电机的控制技术可以实现降低大功率电机的输入电压，但是不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级（jí）绝缘，模（mó）块化电（diàn）机采用多台小功率变频器联合供电。这样设计降（jiàng）低了电机的供电电压（yā）和使用的变频器容量（liàng），从而降低成本。球磨机运行在轻载工况时,完全可以只运行部（bù）分模块电机驱（qū）动球磨（mó）机。　　传统电机故障时，会导致电机合成磁动（dòng）势发生畸变，谐波含量增加，平均转矩下降（jiàng），转矩波动显著（zhe）增（zēng）加，无法继续正常运行。而（ér）本（běn）产品进行了（le）模块（kuài）化设计，每个模块电机都具（jù）有一套独立的控制系（xì）统，大大提升了电机控制（zhì）的自由度,可以利用其多电机结构和控制灵活的优势，在发生故障时。可以直接拆卸故障电（diàn）机更换新的模块电（diàn）机即可正常运行。模块化电机具有冗余的模块数，也可切（qiē）除故障子模块而控制其余正常子模块降额运行。使用本产品完全不会因电机发生故障而影响到生产工期。　　球磨机因加工误差、轴承磨损、滚筒形变或重载产生震动等因素会发生转子偏心现象，偏心（xīn）严重时还会造（zào）成电机扫膛损（sǔn）坏电机，实际生产中常（cháng）常通过增加气隙大小（xiǎo）来预防扫膛，而气隙增大会导致永磁体用量增加，提高电（diàn）机制造成本。随动式定子结构的模块（kuài）电机，能在转筒偏心时保证定子与转子之间的间隙恒（héng）定，可将气隙做的更（gèng）小，减少永（yǒng）磁体（tǐ）用量，电机不（bú）会发生扫膛现象，同时因为该随动式定子结构在偏心时（shí）能继续正常工（gōng）作，检修次数更少，工作时间更长，大体积（jī）球磨机（jī）检修复杂，降（jiàng）低检（jiǎn）修次数就是提高生产效（xiào）率。　　4、随动式球磨机（jī）装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立磨直驱对比于传统感应电机的优点( 1）变频调速控制（zhì），实现负载工况多样性　　传统立磨速度单一，工况适应（yīng）能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度来（lái）改变系统工作环境，系统反应速度慢。永（yǒng）磁同步电机采用变频调速（sù），适应工况能力强。遇到突发事件，除调整磨辗高度（dù）外，还增加了速度调节以快速适应系统工作（zuò）环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性（xìng）高　　传统系（xì）统因三相感应电机无法在低速实（shí）现大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨（mó）的低速起动。为保证在电机起动过程不对电网造成过（guò）大的冲击（jī），需增加软起动装置。三相感应电机起动后，通过减速器满足系统转矩需要，整（zhěng）个系（xì）统（tǒng）构成（chéng）复杂，系统运行的辅助设备很多。直驱系统由变（biàn）频控制（zhì）系统（tǒng）控制永磁同步电机起动，转矩特性满足需要（yào），无需盘车系统和减速器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变频（pín）器软起动，起动过程随意设定　　传统系统先（xiān）由低速盘车系（xì）统起动，待（dài）三相感应电机达到起动条件后，软（ruǎn）起动（dòng）装置起动三相感应电机，系统（tǒng）运行。系统控制复杂，低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车系统，将转速提高到三相感应电机起动条件。直驱系统直接（jiē）变频低速起动，系统直接运行（háng），系统控制简单。变频控制起动过（guò）程可根据实际工（gōng）况进行调整，以满足各种工况（kuàng）的需求。低速可（kě）过载输出，满足起动需要，取代盘车系（xì）统。　　(4）无减速器，维护成本更低,维护次数少　　系（xì）统（tǒng）各构成单元均需要时常检查和定期（qī）维护，传（chuán）统（tǒng）系统构成单元（yuán）多。同（tóng）时立磨减速器结构（gòu）复杂需要经常维护，维护成本费用高。同时系统无法实（shí）现（xiàn）在低速运（yùn）行的情况下进行系统维护。直驱系统构成（chéng）单元简单，变频器控制永磁同步电（diàn）机（jī）直接驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进行维（wéi）护，系统维护成本低。同（tóng）时，系统可实现（xiàn）在电机低速运行情况下进行系统维护。　　(5）传动效率高,节能效果明（míng）显　　综上采用直（zhí）驱永（yǒng）磁电机取代传统（tǒng）驱动系统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与球（qiú）磨机直驱系统相同（tóng），这里不再一—赘述。　　2、永（yǒng）磁直驱立磨结构示意图　　本新型立磨结构采（cǎi）用永磁直驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力（lì）轴（zhóu）承上进行突破，通过设（shè）计一种双向载（zǎi）荷扇形模块机构替代大直径轴承，方便加工、生产、运输、装配、维修（xiū），并降低成本（běn）,在工程实际中具有很强的实用型。　　针对大、中、小型不（bú）同尺寸的立磨，分别设计了三种立磨专用永磁电机（jī），代替传统的减速机与三相异步电动机，永磁直驱电机具有双向载荷机构（gòu）与不（bú）同的放置位置，均能达到扶正与承压的作用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技术背景（jǐng）　　传统的球磨机、立磨机大都采用三相异步电（diàn）动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动（dòng），导致球磨机的传动系统存在机械传动（dòng）链冗长、效率低、机（jī）构复杂、运行（háng）维护工作（zuò）量大等问题。　　沈阳工业大学电（diàn）机与控制技术研究所（suǒ）与河南（nán）日本一二三区视频在线机电设备有限公司联合设计研发的球磨机、立磨机采用永磁直驱电机,通过将电动机（jī）与机（jī）械结构进行机电一体化设计，取（qǔ）消动力传输的中间环节，做成直驱方案，能直（zhí）接满足荷载的需求，省去传（chuán）统磨（mó）机的减速机，显（xiǎn）著提高了电机的效率与功率因数，具有节能、起动（dòng）转矩大、过载能力强、系统免维护、自动化程度高等优（yōu）点。　　在控制方面,本产品电机定子采用了模块（kuài）化设计，不仅降低了加工、制造、运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降低大功率电机的（de）输入电压，但是不增加（jiā）电机的（de）输入电流，电机不必采用高（gāo）等级绝缘。模块化电机采用多（duō）台小功率变频器联合供电，这样设计降低了电机的供电电压和使用的变频器容量，从而降低成本。每个模块电机（jī）都具有一套独立的控制系统，大（dà）大提升了电（diàn）机控制的自由度（dù），球磨机运行在轻载工况时，完全（quán）可以只运行部（bù）分模块电机驱动球磨机。　　在结构方面（miàn），本产品电机的定子采用了一种（zhǒng）自（zì）主设计研（yán）发的随动式结构，将整圆的定子分成若干个（gè）相互存在间隙的小扇形块，通过（guò）机械结构设计，确定了一种无论球磨机转筒是否震动或偏心，定子块始终跟随转筒运动从而保持定（dìng）子与转子间隙恒（héng）定的结构。本产品通过机（jī）械结构设计保证定子与转子间的间隙恒定，电机不会发生（shēng）扫（sǎo）膛现象，因此电（diàn）机的气隙可以设（shè）计的比普通永（yǒng）磁（cí）直驱电机的小很多，从（cóng）而大（dà）幅降低电机永（yǒng）磁体用（yòng）量，降低生产成本，节（jiē）约稀土资源，节能用（yòng）电量。当模块发生故障时，直接拆卸故障电机，更换新的模块电机即可正常运行。使用本产品完全不会因电机发生故障而影响到生（shēng）产工期。　　2、球磨（mó）机专用随动（dòng）式永磁直驱（qū）电机概述　　本产品的随动式定子结构构（gòu）成一种“小车结构”，滚筒就像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于汽车在公路行驶，公路的起伏不影响车轮与地（dì）面贴合，即滚筒偏心（xīn）浮动不影响滚轮贴（tiē）合滚筒，保证定子、转子间隙恒定，在球磨机因装配误差、轴承磨损、滚筒形变、重载（zǎi）震动等原（yuán）因造（zào）成电机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运行在性能状态，不必停机检修。同时电（diàn）机定子与转（zhuǎn）子间的（de）间（jiān）隙也可以做的更（gèng）小（xiǎo），减少（shǎo）永磁体用量，并（bìng）且因为（wéi）随动式结构，电机不会发生扫膛现象。　　本产品电机的（de）定子为随动式结构,基于模块化永（yǒng）磁（cí）直驱电机，采用独立（lì）的扇形定子块结构，其随动原理是在定子块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与（yǔ）转子间的间隙，定子块径（jìng）向外侧（cè）设有与支撑（chēng）框架相连的弹性机构。弹性机构在球磨机滚筒不偏（piān）心（xīn）时处于（yú）半压缩状态（tài）,如果球磨机滚筒向上波动，转筒会向上顶定（dìng）子块上安装的滚轮，进而带动（dòng）定子块向上移动，上方弹（dàn）性机构继续压缩;下方定子块在受（shòu）到永磁体对其（qí）向上的吸引力（lì）的同（tóng）时，定子块上的弹性机构将其向上顶，保证下方定子块（kuài）的滚轮依然贴合转筒外表面，使定子块跟随转筒波动而进行径向与圆周方向的移动，从而保证定子、转子之间（jiān）的间隙不变。球磨机滚筒向下（xià）复位或（huò）继（jì）续向下波动，则上方定子块在受到永磁体对其向下的吸引（yǐn）力的同时，弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可调，对于不同位置的定（dìng）子块设置不同的（de）压力,避免因（yīn）弹性装置设置（zhì）的压力过大造成滚轮或转筒磨损较快。　　本产品将永磁电机采用模（mó）块化控制，根（gēn）据不同功率的电机设计采用（yòng）不同个数的随动式定子块构成（chéng）一台（tái）模块电机，一（yī）台整圆电机由多台模块电机构成,多台模（mó）块（kuài）电机共用同一个转子，模（mó）块电机包绕式安装在球磨机滚筒上。相邻（lín）随动式定子块间（jiān）设有固定在支撑（chēng）框架上的挡板来对（duì）定子块进行圆周方（fāng）向的限位。球磨机（jī）滚筒的法兰处衔接T型支（zhī）撑板,用于支撑安装（zhuāng）电（diàn）机转子铁心及磁钢。　　本产品（pǐn）的随动式定子块安装拆卸十分便捷，只需要沿球磨机的径向（xiàng）依（yī）次拆（chāi）卸（xiè）密封外壳、弹性机构、弹性机构与定子块之间的连接（jiē）杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿（yán）径向拉出，进行检（jiǎn）修或更换新的定子（zǐ）块。　　3、采用本产品代替传统磨机的电机驱动系统的优点　　现阶段大多数的（de）球（qiú）磨机仍采用（yòng）三（sān）相感应电动（dòng）机、联（lián）轴器（qì）、减速装置以（yǐ）及齿轮结构进行驱动。永磁同步电机与（yǔ）感应电机相比优势是它有较高的（de）效率和功率因数，损耗大大降低，节约（yuē）了能源。永磁电机通过变频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起（qǐ）动相对困难。这些也是（shì）近年来永（yǒng）磁（cí）电机应用越来越（yuè）广泛（fàn）的（de）原因。　　采用永磁直驱，取（qǔ）消了（le）中间的减速机、联（lián）轴器、及齿轮的传动环节，缩短系（xì）统的传动链（liàn），直驱（qū）系统的（de）传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而且（qiě）直（zhí）驱（qū）系统的故障率低（dī），维护检修方便，还避免了传统设备因漏油造成环境污染。　　由于本产品电机定子采用了模（mó）块化设计，不仅降低了加工，制造，运输等难度，还相（xiàng）当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降低大功率电机的输入电压，但是不增（zēng）加电机的（de）输入电流，电机不必采用高等级绝缘，模块化电机采用多台小功率变频器联合供电。这样（yàng）设计降低了电机的（de）供电电压和使（shǐ）用的变频器容量，从而降低（dī）成本。球磨机运行在轻（qīng）载工况时,完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　传统电机故障时，会导致电机合成磁动势发生畸变，谐波含量增加（jiā），平均转矩下降，转矩波动显著增加，无（wú）法继续（xù）正常运行。而本产品进行了模块化设（shè）计，每个模块电机（jī）都具有一套独立的控制系统，大大提升（shēng）了电机控制的自由度,可以利用其多电机结构和控（kòng）制（zhì）灵活的优势，在发生故障时。可以直接拆卸（xiè）故障电机更换新的模块电机即可正常运（yùn）行。模块化电机具有冗余的模块数，也可切除故障子模块而控制其余正常子模块降额运行。使用本产（chǎn）品完全不会因（yīn）电（diàn）机发生故障而影响到生产工期。　　球磨机因加工误差、轴承磨损、滚筒形变或重载产生震动等因素会发生转子偏心现象，偏心严重时还会造成电机扫膛损坏电机，实际生产中常常通过增加气隙（xì）大（dà）小来预防扫膛，而气隙增大会导致永磁体用量增（zēng）加，提高电机制（zhì）造成本。随动式定子结构的模块电机，能在转筒偏心时保证定子与转子之间的间隙恒定，可将气隙做的更（gèng）小，减少（shǎo）永磁体用量，电机不会发生扫膛现象，同时因为该随动式定子（zǐ）结构在偏（piān）心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体积球磨机检（jiǎn）修复杂，降低检修次数就是提高生产效率。　　4、随动式球磨机装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立（lì）磨直驱对比于传统感应电机的优（yōu）点( 1）变频调速控制，实现负载（zǎi）工况（kuàng）多样（yàng）性　　传统（tǒng）立（lì）磨速度单一，工况适应能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度来改变系统工作环境（jìng），系统反应速度慢。永磁同步电机采用变频调速，适应工况能力强。遇到突发（fā）事件，除调整（zhěng）磨辗高度外（wài），还增加了速度调节以快速（sù）适应系统工作环境，系统（tǒng）反应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应电机无法在低速（sù）实现大转（zhuǎn）矩输出，需要额外的盘（pán）车系统满足立（lì）磨的低速起（qǐ）动。为保证（zhèng）在电机起动过程不对电网造成过（guò）大的冲击，需增加软起动装置。三相感应电机（jī）起动后，通过减速（sù）器满足系统转矩需（xū）要，整个系统构成（chéng）复杂，系（xì）统运行的辅助（zhù）设备很多。直（zhí）驱系（xì）统由变频控制系统控制永（yǒng）磁同（tóng）步电机起动，转矩特性（xìng）满足需要，无需盘车系统和减速器，辅助系统（tǒng）少，结（jié）构简单。　　(3）变频（pín）器软起动，起动过程随（suí）意设定　　传（chuán）统系统先（xiān）由低速盘车系（xì）统起动，待三相感应电机达到起动条件后，软起动装置起动三相感应电机，系统运行。系统控制复杂，低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车系统，将（jiāng）转速提高到三相感应电机起动条件。直（zhí）驱系（xì）统直接变频低速起动，系统直接运行，系统控（kòng）制简单。变频控制起动过（guò）程可根（gēn）据（jù）实际工况进行调整，以满足各种工况的需求。低速可过（guò）载输出，满足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减速器，维（wéi）护成本更（gèng）低,维护次数少　　系统各构成单元均需要时常检查和（hé）定期维护，传（chuán）统系统构成单元多。同时立磨减速器结构复杂需要经常维护，维护成本费用高。同时系统无法实现在低速运行的情况（kuàng）下进行系统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制永磁（cí）同步（bù）电机直接驱动（dòng），控制方便。系（xì）统（tǒng）内无减速器，无需额外进行（háng）维（wéi）护，系统维护（hù）成本低。同时，系（xì）统可实现在电机低速运（yùn）行情况下进行（háng）系统维护。　　(5）传动效率（lǜ）高,节能效果明显　　综上（shàng）采用直驱永磁电机取代传统（tǒng）驱动系统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直（zhí）驱系统（tǒng）的优势与球（qiú）磨机直驱系统相同，这里不再一—赘述。　　2、永磁直驱立磨结构示意图　　本新型立磨结（jié）构采用永磁直驱电机驱动,提高（gāo）了（le）立（lì）磨效率。在立磨扶正轴（zhóu）承与压力轴承上进（jìn）行突破，通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承，方便加工、生产、运输、装配、维修，并降低成本,在工程实（shí）际中（zhōng）具有很强的实用型。　　针对大（dà）、中、小型不同（tóng）尺寸的立磨，分别设计了三种立（lì）磨专用永磁（cí）电（diàn）机，代替传统的减速机与三相异步电动机，永磁（cí）直驱（qū）电机具（jù）有双（shuāng）向载荷机构与不同的放置位置，均能达到扶（fú）正与承压的作用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技术背景　　传（chuán）统的球磨机、立（lì）磨机（jī）大都采用三相异（yì）步电动机、联轴器、减速装（zhuāng）置以及齿轮结构进行驱动（dòng），导致球（qiú）磨机的传动系统存在机械传动链（liàn）冗长（zhǎng）、效率低（dī）、机构复杂、运行维护（hù）工作量（liàng）大等问题。　　沈阳工业大学电机与控制技术研究所与河南日本一二三区视频在线机（jī）电（diàn）设备有限公司联合设计研发的球磨机、立磨机采用永磁直驱电机（jī）,通（tōng）过（guò）将电动机与机械结（jié）构（gòu）进行机（jī）电一（yī）体化设计，取（qǔ）消动力传输的中间环节，做成直驱方案（àn），能直（zhí）接满足荷（hé）载的需求，省去传统磨机（jī）的（de）减速机，显著提高了电机的效率与功率因数（shù），具有节能、起动转矩大、过载能力强、系统免维（wéi）护、自动（dòng）化程度（dù）高等优（yōu）点。　　在控制（zhì）方面,本产品（pǐn）电机定子采用了模块化设计，不仅降低了加工、制造、运（yùn）输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块（kuài）化电机的控制技术可以（yǐ）实现降低大功率电机的输入电（diàn）压，但是不（bú）增加电机的输入电流，电机不（bú）必采用高等级绝缘。模块化电机采（cǎi）用（yòng）多台（tái）小功率变频（pín）器联合供电，这样设计降低了电机的供电电压和使用的变频器容量，从而（ér）降低成本。每个模块电机（jī）都具有一套（tào）独立的控制（zhì）系统，大大提升了（le）电机控制（zhì）的自由度，球磨机运行在轻载工况时，完全可以（yǐ）只运行（háng）部分模块电机驱动球磨（mó）机。　　在结构方面，本产品电（diàn）机的定子采用了一种自主设计研发（fā）的随动式结构（gòu），将整圆的定子分成若干个相（xiàng）互存在（zài）间隙的小扇形块，通过机械结构设（shè）计，确定了一种无论球磨机转筒是否震动或偏心，定子块（kuài）始终跟随转筒运动从而保持定子与转子（zǐ）间隙恒定的结构。本产品通过机械结构设计保证定子与转子间的间隙恒定，电机不会发生扫膛现象，因此电机的（de）气隙可以设计的比普通永（yǒng）磁直驱电机的小很多，从而（ér）大幅降低电机永磁体用量，降低生（shēng）产成本，节约稀土资源，节能用电（diàn）量。当模块发生故（gù）障时，直接拆卸故障电机，更换新的模块电机即可正常运行。使用本产品完全不会因电机发生故障而影响（xiǎng）到生产工期。　　2、球磨（mó）机专用随动（dòng）式永磁直驱电机概述　　本产品的随动式定子结构构成一种“小车结构”，滚筒就像（xiàng）公路，定子块（kuài）就像汽车。滚（gǔn）轮贴合滚筒旋转相当于汽车在公路行驶，公路的起伏不影响车（chē）轮与地面贴合（hé），即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒（tǒng），保证定子、转子间（jiān）隙恒定，在球磨机因（yīn）装配误差、轴承磨（mó）损、滚筒（tǒng）形变、重载震动等原因造成电（diàn）机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运行在性能（néng）状（zhuàng）态，不必（bì）停机（jī）检修。同时电机定子与（yǔ）转子间的间（jiān）隙也（yě）可以做的更小（xiǎo），减少永磁体用量，并且因为随动式结构，电机不会发生扫膛现象。　　本产品电（diàn）机的定子（zǐ）为（wéi）随动式（shì）结构,基于模块化（huà）永磁直驱电机，采用独（dú）立的扇形定子块结构，其随动原理是（shì）在定子块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与转子间的间隙（xì），定子块径向外侧设有与（yǔ）支撑框架相连的弹性机构。弹性机构在球磨机滚筒（tǒng）不偏心时处于半压缩状（zhuàng）态,如（rú）果球磨机滚筒（tǒng）向上波动，转筒会向上顶定子块（kuài）上安装的滚轮（lún），进而带动定子块向上移动（dòng），上（shàng）方（fāng）弹性机构（gòu）继续压缩;下方定子块在受到永磁体对其向上的吸引力的同时（shí），定子块上的弹性机构（gòu）将其向上顶，保证下方定子块的滚轮依然贴合转筒外表面，使定子块跟随转筒波动而进行径向（xiàng）与圆周方向的移动，从而（ér）保证定子、转（zhuǎn）子之间的间隙（xì）不变。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永磁体（tǐ）对（duì）其向下的吸引力的同（tóng）时，弹（dàn）性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性（xìng）装置的压力大小可调，对于不同位置的定子（zǐ）块设置不同的压力,避免因（yīn）弹性装置设置的（de）压力过大造成滚轮或转筒（tǒng）磨损（sǔn）较快。　　本产品将永磁电机采用模（mó）块化控制，根据不同功率的电（diàn）机设计采用不同个数的随（suí）动式定子块构成一台模块电机，一台整圆电机由多台模块电机构成,多台模（mó）块电机共用同一个转子，模块电机（jī）包绕式安装在球磨机滚（gǔn）筒上。相（xiàng）邻随动式定子块间设有固定在支撑框架上的挡板来对定子块进行（háng）圆周方向的限位（wèi）。球磨机滚（gǔn）筒的法兰处衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。　　本产品的随动式定子块安装拆卸十分便捷，只需要沿球磨机的径向依次拆卸（xiè）密封外（wài）壳、弹性机构、弹性机构与定子块之间的连接杆、弹性机（jī）构支撑架，即可（kě）将定子块沿径向拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采用本产品代（dài）替传统（tǒng）磨机的电机驱动系统的优点　　现（xiàn）阶段（duàn）大多数的（de）球磨机仍采用三相感应电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动。永磁同步电机与感应电机相比优势是（shì）它有较高的效率和功率因数，损耗大大降低，节约了能（néng）源。永磁电机通过（guò）变频器进行调速，电（diàn）机运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起动相对困难。这些也是近年（nián）来永磁电（diàn）机（jī）应（yīng）用越来越广泛（fàn）的原因。　　采用（yòng）永磁直驱，取消了中间的（de）减（jiǎn）速（sù）机（jī）、联轴器（qì）、及齿轮的传动环节（jiē），缩短（duǎn）系统的传动链，直驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而且直驱系统的故障率低，维护检修方便（biàn），还避免了传统设备因漏油造成环境污染。　　由于本产（chǎn）品（pǐn）电机定子采用了模块化设计，不仅降低了加工，制（zhì）造，运输等难度（dù），还相当于把一个大功率（lǜ）电机做成了多个小功率（lǜ）电（diàn）机。模块（kuài）化电机的控制技术（shù）可以实现（xiàn）降低大功率电（diàn）机的输入（rù）电压，但是不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘，模块化电机采用多（duō）台小功率变频器联合供电。这样设计降低了电机的供电电压和（hé）使（shǐ）用的变频（pín）器容（róng）量，从而降低成（chéng）本。球（qiú）磨机运行在轻载工况时,完全（quán）可以只运行部分模块电机驱（qū）动球磨机。　　传统电（diàn）机故障时，会导致电机合成磁（cí）动势发生畸变，谐波含量增加，平均（jun1）转（zhuǎn）矩下降，转矩波动显著增加，无法继（jì）续正常运行。而本产品进行了模块化设计，每个模块电（diàn）机都具有一套独立的控制（zhì）系统（tǒng），大大（dà）提升（shēng）了电机（jī）控制的自由度,可（kě）以利用其多电（diàn）机结构和控制灵活的优势，在发生故障时。可以直接拆卸故障电机更换新的模块电机即可正常运行。模块化电机具（jù）有冗余的模块数，也可（kě）切除故障子模块而控制其余正常（cháng）子模块降额运行。使用本产品完全不会因电（diàn）机发生（shēng）故障而影响到生（shēng）产工期。　　球磨机因加工误（wù）差、轴承磨损、滚筒形变或重载（zǎi）产生震动等因素会发生转子偏心现象，偏心严重（chóng）时还会造成（chéng）电（diàn）机扫膛损坏电机，实际生产中常常通过增加气隙大小来预防扫膛，而气隙增（zēng）大会导致永磁体用量增加，提高电机制造（zào）成本。随动（dòng）式定子结构的模块电机，能（néng）在转筒偏心时保证定子与转子（zǐ）之（zhī）间的间隙恒定，可将气隙做的更小（xiǎo），减（jiǎn）少（shǎo）永磁体用量（liàng），电机不会发生扫膛现象，同时因为该随动式定子结构在偏心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体积球磨（mó）机检修复杂，降（jiàng）低检（jiǎn）修（xiū）次数就（jiù）是提（tí）高生产效率。　　4、随动式球磨（mó）机装配示意图　　二、永磁直驱立（lì）磨技术　　1、立磨直驱对比于传（chuán）统感应电机的优点( 1）变频调速控制，实现负载工况多样性（xìng）　　传统立磨速度单一，工况适应能力差。遇到突发事件，调整磨鞮（dī）高度来改变系统工作环境，系统（tǒng）反应速度慢。永磁同步电机采用变频（pín）调速，适应工况能力强。遇到突发事件，除（chú）调整磨辗高度外，还增加了速度调节以快速适应（yīng）系统工作环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应电机无法（fǎ）在低速实现大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨（mó）的低速起动。为保证在电（diàn）机起动过程不对电网造成过大的冲击，需增加软起动装置。三（sān）相感应电机起动后，通过（guò）减速器满足系（xì）统转矩需要，整个系统构成复（fù）杂，系统运行的（de）辅助设备很多。直驱系统由变频控制系统控制永磁同步电机起动，转矩特性满足需要，无需盘车系统和减速器，辅助系统少，结（jié）构简单。　　(3）变频器软起动，起动过程（chéng）随意设定　　传统系统先由低（dī）速盘车系统起动，待（dài）三相感应电机达到起动条件后，软起动装置起动三相感应电（diàn）机，系统运行（háng）。系统控制复杂，低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车系统，将转速（sù）提高到三相感应电机起动条件。直驱系统直接变频低速起动，系统直接运行，系统控制简单。变频控（kòng）制起动过程可根据实际（jì）工（gōng）况进行调整，以（yǐ）满足各种（zhǒng）工况的需求。低（dī）速可过载输出，满足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减速器，维护（hù）成本（běn）更低,维护次数少　　系统各构成单（dān）元均需要时常检查和定期维护，传统系统构成单元多（duō）。同时立磨减速器结构复杂（zá）需要经（jīng）常维护，维护成本费用（yòng）高。同时系统无法实现在低速运行的（de）情况下进行系统维护。直驱系统构成（chéng）单（dān）元简单，变频（pín）器控制永磁同步电（diàn）机直接驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进（jìn）行维护，系统（tǒng）维护成本低。同（tóng）时，系统（tǒng）可实现在电机低速运行情况下进行系统维护。　　(5）传动效率高,节能效果明（míng）显　　综上采用直驱永磁电机取代传统驱动系统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鲲磨（mó）机直（zhí）驱系统的优势与球磨机直驱系（xì）统相同，这里不再（zài）一—赘述。　　2、永磁直（zhí）驱（qū）立磨结构示意图　　本新型立磨结构采用永磁直驱电机驱（qū）动,提高了立磨（mó）效率。在立磨扶正（zhèng）轴承与压力轴承上进行突破，通过设计（jì）一种双向载荷扇形模块机构（gòu）替（tì）代大直径轴承，方便加工、生产、运输、装配、维修，并降低成本,在工程实际中（zhōng）具有很强的实用型。　　针对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别（bié）设（shè）计了三种立磨专用（yòng）永磁电机，代替传统的减速机与三相异步电动机，永磁直驱电机具有双向载荷机构与不同（tóng）的放置位（wèi）置，均能达到扶正与承压的（de）作（zuò）用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已申请专 利（lì）。